QUÍMICA INORGÁNICA 3

Prof. Nora Alvino

2015-1

ESPECTROSCOPIA IR

Vibraciones Moleculares

Enlaces covalentes vibran sólo a ciertas frecuencias permitidas.

Frecuencias de estiramiento

• La Frequencia disminuye con el aumento en la masa atómica.

• La Frequencia aumenta con el aumento en energía de enlace.

Tensión Variación de la longitud de enlace. Para moléculas con más de dos átomos puede ser simétrica o asimétrica.

Simétrico Asimétrico

Tipos de vibración

Flexión Variación del ángulo de enlace. Pueden ser de Tijereteo en el plano, balanceo en el plano, aleteo fuera del plano, torsión fuera del plano.

Tijereteo Balanceo Aleteo Torsión

Tipos de vibración

Modos Vibracionales

Moléculas no-lineales con n átomos, generalmente tienen 3n - 6 modos de vibración.

Huella

Dactilar

Región del

Grupo Funcional

Espectro infrarrojo

Estiramiento Carbono-Carbono

• Enlaces más fuertes absorben a frecuencias más altas:

C-C 1200 cm-1

C=C 1660 cm-1

CC <2200 cm-1

• La conjugación disminuye la frecuencia de vibración:

isolated C=C 1640-1680 cm-1

conjugated C=C 1620-1640 cm-1

aromatic C=C aprox. 1600 cm-1

Estiramiento C- H

Enlaces con mayor carácter s absorben a frecuencias más altas.

– sp3 C-H, por debajo de 3000 cm-1 (a la derecha)

– sp2 C-H, por encima de 3000 cm-1 (a la izq.)

– sp C-H, at 3300 cm-1

Espectro IR en Alcanos

Espectro IR en Alquenos

Espectro IR en Alquinos

Estiramiento O-H y N-H

• Ambas aparecen alrededor de 3300 cm-1, pero son diferentes.

– Alcohol (O-H): banda ancha

– Amina Secundaria (R2NH): banda ancha con un pico agudo.

– Amina Primaria (RNH2): banda ancha con dos picos agudos.

– Amina Terciaria (R3N): no muestran señal.

Espectro IR en Alcoholes

Espectro IR en Aminas

Estiramiento del Carbonilo

• El grupo C=O de una cetona, aldehído y/o ácido carboxílico absorbe alrededor de 1710 cm-1.

• Generalmente es una señal fuerte.

• Los ácidos carboxílicos tienen además la vibración del grupo O-H.

• Los aldehídos tienen dos señales C-H alrededor de 2700 y 2800 cm-1.

Espectro IR en Cetonas

Espectro IR en Aldehídos

Estiramiento O-H en Acidos Carboxílico

Señal aparece entre 2500-3500 cm-1. Banda ancha debida a los Puentes de H.

Variaciones en la Absorción del C=O

• Conjugación del C=O con C=C baja la frecuencia a ~1680 cm-1.

• El C=O de una amida absorbe, incluso, a una frecuencia más baja, 1640-1680 cm-1.

• El C=O de un éster absorbe a frecuencias más altas, ~1730-1740 cm-1.

• El C=O en anillos pequeños (5 C’s o menos) absorbe a una frecuencia mayor.

Espectro IR de una Amida

Estiramiento C – N

• C - N absorbe alrededor de 1200 cm-1.

• C = N absorbe alrededor de 1660 cm-1 y es mucho más fuerte que la del enlace C = C en la misma región.

• C N absorbe fuertemente por encima de 2200 cm-1. La señal del enlace C C es mucho más débil y por debajo de 2200 cm-1 .

Espectro IR de Nitrilo

Resumen de Absorciones en IR

Fortalezas y Limitaciones

• No se puede determinar una estructura únicamente con el espectro IR.

• Algunas señales pueden ser ambiguas.

• Se identifica el grupo funcional.

• La ausencia de una señal en el espectro IR es prueba definitiva de que el grupo funcional no está presente.

• La correspondencia de un espectro IR de una muestra desconocida con el espectro IR de una muestra conocida confirma su identidad.